随着石油资源的紧缺,当前发展的碳一化工有取代石油路线生产化工产品的趋势。煤基合成气制乙二醇是碳一化工领域的重要技术之一。因此使用合成气制乙二醇既满足了我国对于乙二醇的大量需求,也符合我国的资源特点。在煤基合成气制乙二醇整个工艺过程中涉及多个分离过程,包括脱水过程,甲醇-碳酸二甲酯分离过程以及乙二醇精制过程。本文通过AspenPlus软件模拟并设计分离过程。结果如下:(1)采用简捷法和严格计算法得到脱水塔的工艺设计参数:理论板数为18块,进料板位置是第10块板,回流比为0.56。经过模拟,塔底水的摩尔分数达到0.9994;(2)本文选择采用以草酸二甲酯作为萃取剂的萃取精馏方法来分离甲醇和碳酸二甲酯共沸体系。采用已公开的甲醇-碳酸二甲酯的汽液平衡数据,通过Aspen Plus软件回归出模型参数,然后应用到模拟分离中。采用分壁式萃取塔来对该甲醇-碳酸二甲酯体系进行模拟分离,并与常规双塔模型进行对比,常规双塔模型碳酸二甲酯的回收率为83.59%,分壁式萃取模型的碳酸二甲酯的回收率达到了 98.52%,相比提高了 15.2%,而在能耗方面则减少了 60%左右。(3)对乙二醇-1,2-丁二醇和乙二醇-1,2-丙二醇体系的分离进行模拟设计。分别选用二异丁基甲酮和乙苯来分离1,2-丁二醇和1,2-丙二醇。由于软件数据库中缺失乙二醇-1,2-丁二醇、二异丁基甲酮-1,2-丁二醇的模型交互参数,因此本文利用改进的汽液相双循环平衡装置测定了两组体系的汽液平衡数据,并关联出交互作用参数。通过模拟计算,二异丁基甲酮-1,2-丁二醇体系最大相对温度偏差为0.21,最大相对气相摩尔分数偏差为0.0046,乙二醇-1,2-丁二醇体系的最大相对温度偏差为0.01397,最大相对气相摩尔分数偏差为0.008245,理论值与实验数据基本一致。表明Wilson,NRTL和UNIQUAC活度系数模型适用于DIBK +1,2-BD和EG +1,2-BD二元体系。对乙二醇精制阶段进行了模拟设计,将回收的甲醇作为循环物料加入亚硝酸甲酯再生反应罐。最终生产的乙二醇的流率607.81Kmol/h,回收率达到了 99.99%。(4)利用能量分析器对工艺流程中的能量进行分析,分析夹点温度。并以最小换热面积为目标对换热网络进行优化,最终优化的结果是:换热器数量为51个;壳程数为328个;换热面积为1.393×105m2。